商用飞机制造技术与装备发展趋势

（1）复合材料技术。复合材料具有比强度高、比模量高、抗疲劳、耐腐蚀、成形工艺性好以及可设计性强等特点，现已成为飞机结构中与铝合金、钛合金和钢并驾齐驱的四大结构材料之一，国外的A350已普遍采用，大型客机约15%，国外飞机制造商在不断地完善复合材料层压板真空袋一热压罐制造技术，并不断地开发高性能低成本的复合材料制造技术。

（2）金属复合层板技术。金属复合层板结构具有较好的疲劳性能、结构寿命长、维修费用少、制造成本低等诸多优点。空客公司正在研制的A380大型宽体客机将采用GLARE制造机身上壁板，包括整个客舱的上半部分，比采用铝合金板减重800 kg。

（3）增材制造技术与装备。在航空领域，高马赫数、高机动性飞行器的设计需求对设计和制造工艺提出了更高的要求，其零部件具有尺寸大、异形复杂结构多的特点，而3D打印技术在大尺寸零件一体化制造、异形复杂结构件制造、变批量定制结构件的制造方面具有巨大的优势。在航空零件中，精密铸件所占比重很大，材料有铝合金、镁合金及高温合金等，特点是品种多，形状复杂，传统的铸造方法周期长、成本高，采用增材制造主要优点是可以免除制造的蜡模、蜡模浇注系统及蜡模熔化等一系列负载的工艺和设备，生产周期短、成本低。

（4）先进机械连接技术。现代飞机的安全使用寿命要求日益增长，军机寿命、大型客机寿命分别要求达到8000、50000飞行小时以上，为了提高飞机结构连接的疲劳性能，采用了长寿命的干涉配合连接技术，并发展了相关的自动化设备。为了消除制孔缺陷引起的应力集中，采用了光洁制孔技术，实现精密制孔。国外采用的先进制孔设备除数控自动钻铆机制孔外，还有机器人制孔、带激光引导的精密数控制孔中心。为了减轻结构重量，提高连接强度，现代飞机所用紧固件大量采用钛合金、新型铝合金紧固件及干涉连接件。美国研制、生产的紧固件主要有高强紧固件、钛紧固件、防腐紧固件和特殊用途紧固件；着重开发复合材料结构用紧固件系统，如铆接用钛铌铆钉系列产品，轻型钛高锁螺栓，钛环槽钉及干涉钛环槽钉系统，钛合金单面螺纹抽钉、干涉抽钉、特大夹层（3.5 mm）抽钉系统，用于蜂窝结构的可调预载紧固件系统、复合材料紧固件系统。为了提高铆接结构的自动钻铆率，扩大自动钻铆在飞机结构连接中的应用，尤其是对大型复杂结构件和不开敞难加工部位的装配，发达国家的飞机连接装配已由单台数控自动钻铆机的配置向由多台数控自动钻铆机、托架系统配置或由自动钻铆设备和带视觉系统的机器人、大型龙门机器人、专用柔性工艺装备及坐标测量机等多种设备、不同配置组成的柔性自动装配系统发展。(www.xing528.com)

（5）工业机器人技术。航空制造业广泛使用定制的数控机床进行飞机结构件的加工、制造、装配和质量检验。由于现有机器人刚度和精度低、负载小，使得传统的机器人在飞机装配上的应用水平低。未来机器人需要高精度来满足飞机工件要求、需要柔性来适应不同产品的要求。机器人的钻铆终端执行器是通过快换法兰连接在工业机器人末端，作为机器人的外围设备，由机器人控制器进行协同控制，实现自动钻铆操作。现在国外已有的自动钻铆机或机器人自动钻铆系统中，其终端执行装置一般都包含了钻孔、锪窝、插钉、铆接这几项基本功能，较为先进的还包含有涂胶、去毛刺、吸除加工废屑、安装自锁螺栓或其他紧固件。但是由于目前这项技术的研究才刚刚起步，未来发展需要先简化终端执行器的功能，逐渐将其功能复杂化和完善化。

（6）“云端”+“终端”工业大数据平台。飞机全生命周期的产品数据平台，实现包括飞机设计、工艺、工装、制造、试验试飞、质量、适航、销售、客户服务等过程中产生的三维模型、技术文档、电子电气图样、机载软件、工艺文件、标准规范、业务文档等各类数据的集成管理和流程控制，形成飞机的单一数据源控制体系；支持产品协同研制平台，实现技术、数据和资源的优化配置与共享。实现面向构型项的状态管理，保障构型的一致性、有效性、完整性和可追溯性。